万兆协议转换系统的硬件设计与实现
发布时间：2021-10-30 22:37
目前人们根据不同的需求制定了不同的通信协议,并且随着技术的发展,数据传输量逐渐增多,数据处理的复杂程度逐渐提高,在不同协议下对数据进行高速传输也提出了更高的要求。这就需要设计专用的高速协议转换设备来完成这一目的,因此针对以太网万兆数据传输的研究也显得很有必要。在初步了解万兆以太网发展历程和协议转换的实现原理后,选择用FPGA为载体,围绕协议转换中以太网的万兆高速传输技术进行研究。在掌握了以太网传输和协议转换原理以及系统硬件开发设计流程的基础上,设计一种基于Xilinx公司Kintex-7系列FPGA芯片的万兆协议转换系统的硬件平台。该平台包括数据收发和协议转换,可以完成数据的万兆传输和在自定义协议与以太网协议之间进行转换。本论文的研究内容包括:（1）本文采用GTX或LVDS等传输技术,构建了一套万兆协议转换硬件平台。针对万兆的传输要求,对FPGA结构进行了深入的分析研究。数据转换依靠硬件,依靠合适的电路设计。本文结合实际应用设计出完整的万兆协议转换系统的硬件方案。（2）本文基于目前以太网协议转换的高速传输技术研究现状,提出了在以太网协议与自定义协议之间转换快捷的关键技术。经过分析提出了...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可知数据通过 FPGA 的发送接口，然后经过编码后，进入一个发送缓
PCS 层预加重、极性控制、对齐字符检验、以及 8B/10B 据进入弹性缓冲器进行时钟纠正等。最后经过接收位宽的的接收端口。串行接口上，出现数据丢包、传输误码等情况时，可调整 号质量。由于传输通道的带宽有限，信号传输过程中总会会随着信号频率不同而发生改变。调整不同频率的信号的衡功能来实现。X 时钟 时钟结构方面，串行高速收发器是通过 Qusd 来进行分组的L 和四个 GTX 组成，每一个 GTX 成为一个 Channel。当多要合理的考虑时钟输入资源。以 XC7K325T 系列 FPGA 为d，其中以 XC7K325T 系列的 FPGA 来说，分别为 GTX QTX Quad117 和 GTX Quad118。每个 Quad 有两个外部差分个 Qusd 的时钟结构简图。
图 2-3 单个 Quad 中多个 GTX 收发器的多时钟框图示，都有两个外部参考时钟来连接着 Quad。每一考时钟。GTX 的收发器对输入时钟（参考时钟）的高精度的时钟源。本万兆协议转换硬件平台中便可LK0 和 MGTREFCLK1 的输入。 技术的部分研究，对 Kintex-7 系列 FPGA 的高速传我们对硬件平台的设计时，在时钟电路的连接分配 编解码系统硬件平台中，GTX 收发器中采用 8B/10B 的编码机制，广泛应用于各种传输机制中。其原理是将数据，编码集合中包含数据字符（D）和控制字符为 1；而 0 表示的是传输的数据字符。8B/10B 被广的平衡性，使编码 0 和 1 使用相同的个数且不连续
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输系统设计[J]. 尹虎,刘伟,李昌杰,戚明珠,王超,徐家齐,王鹍. 中国新通信. 2018(04)
[2]万兆以太网交换机高速接口的信号完整性仿真[J]. 孔维刚. 航空计算技术. 2017(05)
[3]多通道高速数据传输和存储链路设计与实现[J]. 铁煜,李森,高正杨,轩新想. 电声技术. 2017(06)
[4]多通道光纤高速串行传输系统的设计与实现[J]. 杨凯祥,陈鸿,陈一波. 仪表技术与传感器. 2017(01)
[5]万兆以太网MAC的流量控制电路设计与实现[J]. 杨莹,张琴,杨灿美,林福江. 微型机与应用. 2016(13)
[6]基于FPGA的万兆以太网传输设备设计[J]. 徐光辉,聂永军,冯秀妍. 光通信技术. 2015(11)
[7]一种基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输方法[J]. 杨阳,刘剑,蒋廼倜,李赛辉. 雷达与对抗. 2015(03)
[8]基于FPGA的万兆网的IPsec ESP协议设计与实现[J]. 刘振钧,李治辉,林山. 通信技术. 2015(02)
[9]基于Aurora协议的高速图像传输和通信平台设计[J]. 岳振,吕波,张涌,李范鸣. 电子技术应用. 2014(08)
[10]北斗卫星导航系统的应用及其抗干扰技术[J]. 王晓君,张伟,杜萌萌. 河北工业科技. 2014(03)
硕士论文
[1]基于FPGA的高速数据互连模块设计与应用[D]. 靳蕴瑜.电子科技大学 2018
[2]基于FPGA的高速光纤通信数据传输技术的研究与实现[D]. 李亮.吉林大学 2017
[3]高速数据传输板卡设计及关键技术研究[D]. 冯锦亭.吉林大学 2017
[4]高速光纤数据采集与传输系统关键技术研究[D]. 陈一波.中北大学 2017
[5]综合航电系统高速通信接口的研究与实现[D]. 曹纯重.天津工业大学 2017
[6]基于FPGA的万兆网通信协议转换器设计[D]. 金冶纯.河北大学 2016
[7]万兆网络数据流处理系统的设计与实现[D]. 杨瑞.北京理工大学 2016
[8]基于FPGA的高速以太网接口设计和实现[D]. 张威.电子科技大学 2016
[9]相控阵自跟踪系统信号处理平台硬件设计与实现[D]. 李明.电子科技大学 2016
[10]2.5G采样率任意波形信号源的研究与实现[D]. 张玉茹.西安电子科技大学 2016
本文编号：3467549
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可知数据通过 FPGA 的发送接口，然后经过编码后，进入一个发送缓
PCS 层预加重、极性控制、对齐字符检验、以及 8B/10B 据进入弹性缓冲器进行时钟纠正等。最后经过接收位宽的的接收端口。串行接口上，出现数据丢包、传输误码等情况时，可调整 号质量。由于传输通道的带宽有限，信号传输过程中总会会随着信号频率不同而发生改变。调整不同频率的信号的衡功能来实现。X 时钟 时钟结构方面，串行高速收发器是通过 Qusd 来进行分组的L 和四个 GTX 组成，每一个 GTX 成为一个 Channel。当多要合理的考虑时钟输入资源。以 XC7K325T 系列 FPGA 为d，其中以 XC7K325T 系列的 FPGA 来说，分别为 GTX QTX Quad117 和 GTX Quad118。每个 Quad 有两个外部差分个 Qusd 的时钟结构简图。
图 2-3 单个 Quad 中多个 GTX 收发器的多时钟框图示，都有两个外部参考时钟来连接着 Quad。每一考时钟。GTX 的收发器对输入时钟（参考时钟）的高精度的时钟源。本万兆协议转换硬件平台中便可LK0 和 MGTREFCLK1 的输入。 技术的部分研究，对 Kintex-7 系列 FPGA 的高速传我们对硬件平台的设计时，在时钟电路的连接分配 编解码系统硬件平台中，GTX 收发器中采用 8B/10B 的编码机制，广泛应用于各种传输机制中。其原理是将数据，编码集合中包含数据字符（D）和控制字符为 1；而 0 表示的是传输的数据字符。8B/10B 被广的平衡性，使编码 0 和 1 使用相同的个数且不连续
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输系统设计[J]. 尹虎,刘伟,李昌杰,戚明珠,王超,徐家齐,王鹍. 中国新通信. 2018(04)
[2]万兆以太网交换机高速接口的信号完整性仿真[J]. 孔维刚. 航空计算技术. 2017(05)
[3]多通道高速数据传输和存储链路设计与实现[J]. 铁煜,李森,高正杨,轩新想. 电声技术. 2017(06)
[4]多通道光纤高速串行传输系统的设计与实现[J]. 杨凯祥,陈鸿,陈一波. 仪表技术与传感器. 2017(01)
[5]万兆以太网MAC的流量控制电路设计与实现[J]. 杨莹,张琴,杨灿美,林福江. 微型机与应用. 2016(13)
[6]基于FPGA的万兆以太网传输设备设计[J]. 徐光辉,聂永军,冯秀妍. 光通信技术. 2015(11)
[7]一种基于FPGA的万兆光纤以太网高速传输方法[J]. 杨阳,刘剑,蒋廼倜,李赛辉. 雷达与对抗. 2015(03)
[8]基于FPGA的万兆网的IPsec ESP协议设计与实现[J]. 刘振钧,李治辉,林山. 通信技术. 2015(02)
[9]基于Aurora协议的高速图像传输和通信平台设计[J]. 岳振,吕波,张涌,李范鸣. 电子技术应用. 2014(08)
[10]北斗卫星导航系统的应用及其抗干扰技术[J]. 王晓君,张伟,杜萌萌. 河北工业科技. 2014(03)
硕士论文
[1]基于FPGA的高速数据互连模块设计与应用[D]. 靳蕴瑜.电子科技大学 2018
[2]基于FPGA的高速光纤通信数据传输技术的研究与实现[D]. 李亮.吉林大学 2017
[3]高速数据传输板卡设计及关键技术研究[D]. 冯锦亭.吉林大学 2017
[4]高速光纤数据采集与传输系统关键技术研究[D]. 陈一波.中北大学 2017
[5]综合航电系统高速通信接口的研究与实现[D]. 曹纯重.天津工业大学 2017
[6]基于FPGA的万兆网通信协议转换器设计[D]. 金冶纯.河北大学 2016
[7]万兆网络数据流处理系统的设计与实现[D]. 杨瑞.北京理工大学 2016
[8]基于FPGA的高速以太网接口设计和实现[D]. 张威.电子科技大学 2016
[9]相控阵自跟踪系统信号处理平台硬件设计与实现[D]. 李明.电子科技大学 2016
[10]2.5G采样率任意波形信号源的研究与实现[D]. 张玉茹.西安电子科技大学 2016
本文编号：3467549
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